(57)【要約】【課題】  基板のテクスチャの凹部および凸部各先端の曲率半径の算出法を確立すること。【解決手段】  ＡＦＭ測定データを、各点に重み付けをして平均を取る荷重移動平均にて、データのスムージングを行う。スムージング後データの隣接する３データにおける２点ずつの傾きから、凸部と凹部を検出する。検出した凹部および凸部各先端において、先端部とした前後１点ずつを含めた３データから円の公式を利用して曲率半径を算出する。算出した凸部先端の曲率半径Ｒｃｐおよび凹部先端の曲率半径ＲｃｖとＯＲには強い相関がある。【選択図】  図２
2006004504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に非磁性金属膜が配置されてなる非磁性基体上にテクスチャを有する基板の形状を表現する基板形状の表現方法において、
前記テクスチャの原子間力顕微鏡によるＡＦＭ測定データを求める第１ステップと、該ＡＦＭ測定データから前記テクスチャの凹部および／または凸部先端の曲率半径を算出する第２ステップを有することを特徴とする基板形状の表現方法。
【請求項２】
前記第２ステップは、使用する各点のデータに重み付けして移動平均をとることで前記ＡＦＭ測定データをスムージングするステップと、前記スムージングされた前記ＡＦＭ測定データを基に前記曲率半径を算出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板形状の表現方法。
【請求項３】
前記曲率半径を算出する前記ステップにおいて、前記スムージングされた前記ＡＦＭ測定データのうち、隣接する２点ずつの傾きから前記凹部および／または凸部先端を検出し、該検出された先端のデータと該先端のデータに隣接する２点のデータを併せた３点のデータから、円の公式を用いて前記曲率半径を算出することを特徴とする請求項２に記載の基板形状の表現方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板形状の表現方法に関し、特に、情報処理装置の外部記憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置などに搭載される磁気ディスクなどの磁気記録媒体の基板形状の表現法に関する。詳細には、本発明は、テクスチャ加工された非磁性基体の基板形状を表すテクスチャの凹部および／または凸部先端の曲率半径を算出して基板形状を表現する基板形状の表現法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として固定磁気ディスク装置が多く用いられている。この固定磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体としての磁気ディスクは、一般に、ディスク状の非磁性材料、例えばアルミニウム合金やガラスからなる基板の表面に無電解メッキ法でＮｉ−Ｐ膜からなる非磁性金属膜を形成した非磁性基体に円周上にテクスチャ加工が施され、その上にスパッタ法でＣｒなどからなる非磁性金属下地層、Ｃｏ合金からなる薄膜磁気記録層、アモルファスカーボンからなる保護層を順次成膜積層し、その上に液体潤滑剤を塗布した潤滑層で構成されている。
【０００３】
テクスチャ加工は、磁気ヘッドと磁気ディスク表面との吸着防止として、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触面積を小さくすること、または、磁気ディスクに磁気異方性を与えて磁気記録媒体としての磁気特性を向上させることを目的として、基板表面上の同心円状条痕（テクスチャ）を形成する加工技術である。テクスチャ加工による円周状の溝が、非磁性金属下地層および薄膜磁気記録層の成膜時に円周方向と半径方向の残留磁化：Ｍｒの差を発生させる。その差は、磁気異方性（残留磁化と膜厚の積（Ｍｒｔ）の半径方向に対する円周方向の値：Orientation Ratio（ＯＲ））と言われ、磁気ヘッドから同一レベルの再生出力を得るときに、ＯＲが大きい方が薄膜磁気記録層の膜厚を薄くすることができ、媒体ノイズを低減することができる。ＯＲは磁気特性のひとつであるため、Ｃｒなどからなる非磁性金属下地層やＣｏ合金からなる薄膜磁気記録層の組成や膜厚にも依存するが、テクスチャがあることによって初めて発生するものである。
【０００４】
なお、無電解ＮｉＰメッキＡｌディスク基板表面のテクスチャ形状をＡＦＭ（Atomic Force Microscope）により評価し、その指標として中心線平均表面粗さや半径方向の最大表面粗さ等を用いることが特許文献１に開示されている。ＡＦＭにより表面形状を測定することおよび円周方向の中心線平均粗さと半径方向の中心線平均粗さの比と磁気異方性比の相関関係を求めることについては特許文献２に開示がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４１６４７号公報
【特許文献２】特開２００４−０８３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、磁気記録媒体として磁気ディスクの記録容量の更なる増大が求められている。記録容量増大の際にも、当然、再生時における媒体ノイズは低減しなければならず、高ＯＲが望まれる。
【０００７】
しかしながら、ＯＲはテクスチャ加工されないと発生しないものであるが、その発生メカニズムは解明されていない。テクスチャ、すなわち基板形状を表すパラメータとしては、中心線平均粗さ（Ｒａ）や最大高さ（Ｒｍａｘ）や十点平均粗さ（Ｒｚ）がある。しかし、これらパラメータとＯＲに相関は無いため、高ＯＲを得るためのテクスチャ後基板の設計指針がないのが現状であり、将来に向けた磁気記録媒体開発、特にテクスチャ技術開発に当たり、設計指針となるべき基板形状を表すパラメータの探索が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、これまで検討していなかった基板形状を表すパラメータのひとつとして、テクスチャ、すなわち同心円状条痕の凹部および凸部各先端の曲率半径の算出法を確立し、算出結果により基板の形状を表現する基板形状の表現方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る基板形状の表現方法では、以下の手順でＡＦＭ（Atomic Force Microscope）データからテクスチャ形状の凹部および凸部各先端の曲率半径を算出することができる。
【００１０】
すなわち、ＡＦＭ測定データを求めた後、以下の手順にしたがってテクスチャ形状の凹部および凸部各先端の曲率半径を算出する。
【００１１】
まず、ＡＦＭ測定データを、各点に重み付けをして平均を取る荷重移動平均にて、データのスムージングを行う。ここで、各点の重み付け（各点に掛ける重み係数）は、曲線を最小二乗法でフィッティングして求めた２次関数と見なし、スムージング後のデータがその関数上の点となるように計算されるものを用いる。
【００１２】
続いて、スムージング後データの隣接する３データにおける２点ずつの傾きのうち、
ｆ’（ｉ）＞０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＜０
ｆ’（ｉ）＝０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＜０
ｆ’（ｉ）＞０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＝０
を凸部として検出する。さらに、スムージング後データの隣接する３データにおける２点ずつの傾きのうち、
ｆ’（ｉ）＜０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＞０
ｆ’（ｉ）＝０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＞０
ｆ’（ｉ）＜０  かつ  ｆ’（ｉ＋１）＝０
を凹部として検出する。
【００１３】
最後に、検出した凹部および凸部各先端において、先端部とした前後１点ずつを含めた３データから円の公式を利用して曲率半径を算出し、平均する。
【発明の効果】
【００１４】
直線（１次関数）でデータのスムージングを行う移動平均でなく、単純な曲線でデータのスムージングを行う荷重移動平均を用いることにより、ＡＦＭによる基板形状を表す測定データからノイズを取り除き、元の基板形状のデータを再現性よく、正確に表現することができる。そして、正確にテクスチャの凹部および凸部各先端の曲率半径を表現することができる。
【００１５】
以下に述べるとおり、算出された曲率半径とＯＲには強い相関があり、曲率半径が小さいほど、高ＯＲが得られることが分かった。このことから、今後のテクスチャ技術開発、特にＯＲ向上には、この解析法で算出される曲率半径が小さくなるようなテクスチャ条件（砥粒や分散剤などのスラリーや、機械的加工条件）を探索すればよいことなり、曲率半径をテクスチャ形状を表すひとつの指標とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る基板形状の表現方法が適用される磁気記録媒体は、非磁性基体上に、少なくとも下地層、磁気記録層、保護層および液体潤滑層を有する。
【００１７】
基板は、２．５インチ、３インチ、３．３インチ、３．５インチ、５インチなどいずれの大きさのディスク基板であってもよい。なお、ここで示した大きさは公称値であり、当該技術において汎用されているものであると理解されるべきである。
【００１８】
ディスク形状のアルミニウム合金基板やガラス基板表面に無電解メッキ法でＮｉ−Ｐ膜を形成し、その表面を鏡面研磨して、その後テクスチャ加工を行う。このテクスチャ後の非磁性基体を、ＡＦＭ測定をし、そのデータから凹部および凸部各先端の曲率半径を算出する。
【００１９】
磁気記録層は記録層として使用できる強磁性金属を含み、具体的には、ＣｏＣｒＴａＰｔ，ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３，ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＳｉＯ２，ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＺｒＯ２，ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＴｉＯ２，ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ａｌ２Ｏ３などを成分とする。磁気記録層の膜厚は２０ｎｍ以下であり、好ましくは１０〜２０ｎｍである。磁気記録層を複数用いて多層構造の記録層としてもよい。
【００２０】
磁気記録層と基板の間に下地層を形成してもよい。下地層の成分は、下地層を形成するために慣用されているいかなる成分であってもよく、特に限定されない。具体的には、Ｃｒ，Ｃｒ−Ｗ，Ｃｒ−Ｖ，Ｃｒ−Ｍｏ，Ｃｒ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ａｌ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔなどから下地層をつくることができる。下地層の膜厚は２０ｎｍ以下であり、好ましくは１０〜２０ｎｍである。
【００２１】
保護層は、記録層を形成する磁気記録層を磁気ヘッドの衝撃、外界の腐食性物質などの腐食から保護する機能を有する。保護層の厚さは５．０ｎｍ以下であり、好ましくは２．０〜４．０ｎｍである。カーボン膜は水素添加アモルファスカーボンや窒素添加アモルファスカーボンなどである。
【００２２】
液体潤滑層に用いる潤滑剤はパーフルオローポリエーテルであり、Ｚ−ｄｏｌ，Ｚ−ｔｅｔｒａｏｌ，Ｚ−ｄｏｌ ＴＸ，ＡＭなど、いずれの液体潤滑剤でもよい。液体潤滑層の膜厚は２．０ｎｍ以下であり、好ましくは１．０〜１．５ｎｍである。
【００２３】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は本実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００２４】
３．５インチアルミ合金基板上に、Ｎｉ−Ｐメッキ層を形成した非磁性基体に、様々な条件にてテクスチャ加工をした。その後、１μｍ×１μｍの範囲にて５１２分割でＡＦＭ測定をし、そのデータを元に、上述した手順にしたがって凹部および凸部各先端の曲率半径を算出した。曲率半径を算出する際の荷重移動平均は１１点で行った。
【００２５】
一例として、図１に、ある１サンプルの１１点荷重移動平均前後のデータの測定結果の一部を示す。
【００２６】
また、同条件でテクスチャ加工をした基板に、スパッタ法で２０ｎｍのＣｒ下地層、スパッタ法で１０ｎｍのＣｏ合金磁気記録層、プラズマＣＶＤ法で３．０ｎｍの窒素添加アモルファスカーボン保護層、ディッピング法で１．５ｎｍのＺ−Ｄｏｌを成膜し、ＯＲの評価を行った。
【００２７】
１１点荷重移動平均によるスムージングをしたＡＦＭ測定データから算出した曲率半径とＯＲの関係を図２（ａ）および図２（ｂ）に示す。図２（ａ）において、横軸のＲｃｐは凸部先端の曲率半径を表している。図２（ｂ）において、横軸のＲｃｖは凹部先端の曲率半径を表している。図２から、凸部先端および凹部先端の曲率半径はそれぞれＯＲに対し強い相関が認められた。
【００２８】
以上の結果から、本発明による曲率半径の算出法が、磁気異方性（残留磁化と膜厚の積（Ｍｒｔ）の半径方向に対する円周方向の値：Orientation Ratio（ＯＲ））と相関のある基板形状を表現していることが分かった。
【００２９】
このように、非磁性金属膜をメッキした非磁性基体に形成したテクスチャにおいて、その凹部および凸部各先端の曲率半径を算出することができた。そして、この曲率半径は磁気特性と強い相関があり、将来のテクスチャ技術開発の設計指針として使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例における１１点荷重移動平均前後の基板形状データの測定結果の一部を示す図である。
【図２】本発明の実施例において１１点荷重移動平均したデータにより算出した凸部先端および凹部先端の曲率半径とＯＲの関係図である。
【図１】
2006004504.tif 000003
【図２】
2006004504.tif 000004